Películas sopladas de compuestos termoplásticos post-consumo: Análisis térmicos y mecánicos

Blown Films of Post-Consumer Thermoplastic Composites: Thermal and Mechanical Analyses

Se prepararon compuestos ternarios a partir de residuos postconsumo de polipropileno (PP), poliestireno de alto impacto (HIPS) y carbonato cálcico (CaCO₃) para obtener películas de papel sintético y evaluar sus propiedades térmicas y mecánicas. Estos compuestos rellenos con 10, 20 y 30 % en peso de CaCO₃ se extruyeron por soplado de película en dos condiciones de rotación del tornillo: 32 y 51 rpm. La orientación de la película de compuesto se determinó con los parámetros a lo largo del eje longitudinal (R1), eje transversal (Rt) y relación R1/Rt (Rc). Se utilizaron calorimetría diferencial de barrido (DSC) y ensayos de resistencia a la tracción y al desgarro para estudiar las propiedades térmicas y mecánicas de las películas, mostrando su dependencia de la composición y del grado de orientación. Las películas compuestas con mayor concentración de relleno mostraron una menor resistencia a la tracción, pero un efecto menos significativo sobre el módulo de tracción. La resistencia al desgarro dependía en gran medida del grado de orientación de la película.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades de los polímeros cargados/reforzados difieren en muchos aspectos de las de los polímeros sin carga y dependen esencialmente de las características fisicoquímicas del relleno. Los siguientes factores son los más importantes: forma geométrica, tamaño medio y distribución de tamaños, superficie específica, características de empaquetamiento, naturaleza química de la superficie y energía superficial, pureza química, higroscopicidad y abrasividad de las partículas en la interacción entre el polímero y el relleno[1-3].

Según la clasificación de las cargas, éstas pueden ser fibrosos o no fibrosos, orgánicos o inorgánicos, y naturales o sintéticos[2]. En este caso concreto, se trata de una carga inorgánica, que, en función de su capacidad de refuerzo, puede clasificarse como (1) relleno reforzante o (2) inerte o relleno[2-4]. Las cargas inorgánicas inertes añadidas al polímero alteran sus propiedades, aumentando la rigidez, dureza, densidad, temperatura de deflexión térmica (HDT) y estabilidad dimensional, y reduciendo la contracción de moldeo, la dependencia de las propiedades con la temperatura, la resistencia a la tracción y la fluencia, así como el coste[2,5].

Por otro lado, las cargas reforzantes o activas cuestan más que las cargas inertes o de relleno, pero mejoran sus propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción. La resistencia al impacto es variada, ya que en general la presencia de rellenos rígidos en matrices dúctiles (como el polipropileno y el ABS) reduce la tenacidad del material, mientras que los rellenos en matrices frágiles (como el poliestireno) pueden ofrecer una mayor resistencia al impacto[2, 6,7].